铀的表面防腐技术研究进展

金属铀因具有优异的放射性能在国防和核能领域具有重要的战略价值。然而,由于铀具有高的反应活性,在大气环境中极易被腐蚀。在众多防腐技术中,表面处理技术被广泛用来提高铀的耐腐蚀性能。聚焦铀表面防腐的需求,重点综述了表面合金化、电镀、离子注入、离子镀等铀的防腐技术的研究进展,并针对不同技术目前面临的难题,展望了其未来的发展。近年来,离子注入、离子镀技术成为铀防腐领域的研究重点,具有很大的发展潜力。然而,金属铀的防腐性能仍需更进一步提高,复合沉积技术可以结合各种技术的优点,有望制备出耐蚀性更好的铀表面防腐涂层。此外,高功率脉冲磁控溅射技术在防腐领域拥有较大的应用潜力,是制备铀表面高性能防腐涂层的潜在方法,值得进一步研究。另一方面,合理利用铀的氢化腐蚀特性,可能使该材料成为一种优秀的储氢材料。

对民族纯碱业发展的思考

民族工业中,名牌产品在世界范围内的竞争面临严峻挑战的时候,作为基础化学工业产品——被称为化工之母的纯碱工业以其勃勃生机屹立在中华大地上。在经历近八十年的沧桑历程后,中国民族纯碱工业以其优良的产品质量和世界第二位的生产能力,稳固地占领了国内市场,拒“洋碱”于国门之外,而且已经大举向世界市场进军。

纯碱生产中的氨耗与碱厂管理

本文论述了纯碱生产中的氨耗与碱厂的工艺管理水平、设备管理水平、环保管理水平的关系,从而得出氨耗高低标志着碱厂的综合管理水平之结论。

热季纯碱生产组织的关键与对策

热季生产是全年生产的困难时期,生产好坏的关键在于能否以良好的冷却效果保证合格的工艺条件。生产稳定的前提是根据设备能力,将生产负荷控制在合理范围之内,并保持均衡运行。笔者提出了改善外部条件、保证设备足够的冷却面积与传热系数,严格控制工艺条件,优化工艺指标和保持良性循环等五个方面的攻克热季生产难关的有效对策。

氮含量对(BCSiAlCr)N_(x)薄膜结构和耐腐蚀性能的影响

采用直流磁控溅射技术在Si(100)晶片和304不锈钢上沉积了(BCSiAlCr)N_(x)薄膜。采用XRD、XPS、TEM和SEM分别分析了薄膜的成分、晶体结构和形貌。利用电化学工作站测试了薄膜的耐腐蚀性能,包括动电位极化试验、恒电位极化试验以及阻抗试验。结果表明,在3.5%NaCl溶液中HE3薄膜样品具有最低的腐蚀电流密度(I_(corr))0.0311μA/cm^(2)和最高的腐蚀电位-37.557 mV;在0.5 mol/L硫酸溶液耐腐蚀试验中,HE3薄膜样品同样具有最低的腐蚀电流密度和最高的腐蚀电位,表现出最优异的耐腐蚀性能。随着薄膜中氮含量的增多,薄膜非晶程度增加,致密性提高,表面缺陷及孔洞消失,耐腐蚀性能改善。研究结果证明,(BCSiAlCr)N_(x)薄膜在腐蚀防护方面具有潜在的应用前景。

制碱设备大型化应注意的几个问题

本文结合生产实践中的体会,提出了对制碱设备大型化应注意的几个问题:一、必须保证设备运行的连续稳定性。二、必须搞好全员设备管理;三、必须按大型设备的特点组织生产;四、注意控制设备大型化的程度。

金属氮化物涂层的高温摩擦学研究进展

高温润滑是核工业、航空、船舶和钢铁领域的难题之一。涂层材料可以在不改变原有基材的基础上,极大地提升材料的高温服役性能。氮化物涂层因其耐温性能好、摩擦因数低、耐磨性好等特性,成为该领域的研究热点。从材料的构成和设计出发,对单元氮化物涂层、二元氮化物涂层、三元氮化物涂层、多层氮化物涂层和高熵合金涂层等方面进行综述。对氮化物涂层在高温润滑领域的发展进行展望,认为发展非氮化物金属和氮化物金属多元组涂层和高熵合金氮化物涂层建立氮化物涂层数据库将成为新的研究热点,对氮化物涂层在高温润滑与耐磨条件的应用与服役有一定指导意义。

石墨烯基薄膜作为固体润滑材料的研究现状及展望

近年来,微型机械系统对摩擦接触表面和界面性能的要求越来越高,表界面设计与改性问题亟待解决。石墨烯自发现以来,由于具有高机械强度、超薄的厚度、原子级光滑表面及低的层间剪切力和高的化学稳定性,作为表面固体润滑材料在摩擦学领域成为研究热点。本文主要介绍了石墨烯及其衍生物薄膜材料的制备方法,作为固体润滑材料在摩擦学方面的研究现状,指出石墨烯薄膜在摩擦应用时仍须进行机制研究和技术突破。

元素掺杂对类金刚石薄膜摩擦学性能的影响

类金刚石碳薄膜具有良好的润滑性能,摩擦界面的磨屑或摩擦层结构影响其摩擦行为。掺杂的类金刚石碳薄膜是一个重要类别,其特征在于在非晶碳结构中结合不同的元素,改善其力学、摩擦学、电化学等性能。报告了不同非金属及金属元素的掺杂对类金刚石碳薄膜性能的影响,讨论了摩擦学性能随其化学组成和微观结构的变化,尽可能获得其间的一般趋势或相关性,并对元素掺杂类金刚石薄膜的发展进行了展望。

非晶含氢碳薄膜本征结构对退火行为的影响

目的为在高温工况下服役的含氢碳(a–C:H)薄膜的制备提供新思路。方法首先利用DP–PECVD和BiP–PECVD两种方法分别在Si基底上制备了两种本征结构不同的a–C:H薄膜,分别在350、450、550、650℃下进行退火处理。通过纳米硬度、X射线光电子能谱、傅里叶转变红外光谱、激光共聚焦拉曼光谱、场发射扫描电镜及CSM摩擦试验机等,分别评价了未退火和不同退火温度下两种不同结构a–C:H薄膜的结构、表面形貌、力学及摩擦学等性能。研究了不同本征结构a–C:H薄膜对退火行为的影响。结果DP–PECVD方法在制备a–C:H薄膜(A薄膜)的过程中具有更高的沉积速率,是BiP–PECVD法(B薄膜)的1.52倍。随着退火温度的增加,两种方法制备的a–C:H薄膜均发生H脱附,但是A薄膜的脱H转变点为450℃,B薄膜的脱H转变点为350℃。DP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在H脱附过程中更容易形成sp^(3)–C,而BiP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在此过程中形成sp^(3)–C和sp2–C杂化键的概率基本相同。BiP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在退火过程中更容易失去H,且在450℃以上出现大面积剥离,摩擦失效。而DP–PECVD法制备的碳薄膜则表现出更好的热和摩擦学稳定性,在350~650℃均可保持薄膜的完整性,并且在350~550℃退火后保持低至约0.06的摩擦因数。结论DP–PECVD方法制备的a–C:H薄膜具有更好的热稳定性、力学稳定性及摩擦学稳定性。

碳基薄膜固液复合润滑研究现状

摩擦和磨损制约着机械系统的高可靠、长寿命服役,随着科学技术的快速发展,单一的固体或液体润滑系统已经无法满足工业应用中对机械部件的摩擦学性能要求.因此,研究人员对固液相复合润滑体系展开了大量研究,碳基薄膜因具有优异的摩擦学性能而常被用于组成固液复合润滑体系.对碳基薄膜固液复合润滑体系的研究进行了回顾,从碳基薄膜/油复合润滑、碳基薄膜/离子液体复合润滑、碳基薄膜/水复合润滑、碳基薄膜/润滑剂/纳米添加剂复合润滑,以及表面织构碳基薄膜和摩擦过程中生成碳材料的特殊碳基材料复合润滑六个体系对碳基薄膜固液复合润滑进行了综述.碳基薄膜/润滑油复合润滑无论是在大气还是在真空中都表现出优异的摩擦学性能,碳基薄膜/离子液体复合润滑对于提高在苛刻条件下服役的机械运动部件的摩擦学性能具有指导意义和广泛的应用前景.润滑添加剂的使用,可以在碳基薄膜/润滑油复合润滑体系的基础上进一步提高摩擦学性能,过渡金属氮化物/润滑油摩擦催化生成碳材料为进一步发现和发展不同的先进润滑和保护材料提供了前景.最后总结了目前研究领域中存在的一些问题,并对未来发展方向进行了展望.

物理气相沉积高熵合金涂层/薄膜性能研究进展

高熵合金多主元素混合会导致高混合熵、严重的晶格畸变、缓慢扩散效应及鸡尾酒效应等,因此表现出迥异的特性,如具有优异的力学性能、热稳定性、耐蚀性、耐磨性、抗氧化性、抗压强度等。将高熵合金的设计理念同表面涂层/薄膜技术相结合制备高熵合金涂层/薄膜,这种薄膜通常展现出同块体高熵合金的相似性能,甚至优于块体高熵合金,在诸多领域具有巨大的应用潜力。重点总结了典型高熵合金涂层/薄膜的的硬度、弹性模量、热稳定性、耐腐蚀性能及耐磨性能的研究进展,并展现了提高高熵合金涂层/薄膜的性能方法及其机理,最后对高熵合金涂层/薄膜的光能吸收涂层、辐射耐受性、生物腐蚀、电子、耐磨性等未来发展方向进行了一定的展望。

碳相关材料超滑行为研究进展

超滑(Superlubricity)特指摩擦因数处于0.001或者更低的润滑状态。超滑材料的工程应用,对空间飞行器、加速器真空系统的运动装置等不可更替运动副的高可靠、长寿命意义重大。在众多超滑材料中,石墨烯、石墨、碳纳米管、金刚石薄膜、非晶碳膜等碳相关材料是研究的热点。本文以碳相关材料的超滑行为研究为主线,综述了微观尺度超滑、宏观尺度超滑、固液复合超滑的研究现状,总结了超滑材料工程应用的潜在挑战,指出如何实现全工况范围固体薄膜超滑和固油复合超滑将是未来的主要研究方向。

含氢碳薄膜500℃退火前后摩擦学行为研究

目的为含氢碳薄膜在甲醇发动机中应用提供新思路。方法首先利用BiP–PECVD方法在Si基底上制备了含氢碳薄膜,并在500℃于Ar气氛中进行1 h退火处理。通过纳米硬度、X射线光电子能谱、傅里叶转变红外光谱、激光共聚焦拉曼光谱、场发射扫描电镜、CSM摩擦试验机等,分别评价未退火和500℃退火含氢碳薄膜的结构、力学性能、表面形貌及在干燥空气和甲醇环境中的摩擦学性能。通过对比,研究甲醇的引入对500℃退火含氢碳薄膜摩擦学行为造成的影响。结果500℃退火会改变含氢碳薄膜中碳的杂化方式由sp3–C向sp2–C转变,促使薄膜石墨化,C==C/C—C的值明显增大(从0.67到0.99),硬度降低(从26.5 GPa到22.0 GPa),弹性模量几乎不变,H/E减小,耐磨性变差。在干燥空气中,与未退火碳薄膜相比,500℃退火含氢碳薄膜的摩擦因数降低(从0.031到0.024),磨损率增加了1.27倍,而相应摩擦对偶球的磨损降低(从4.22×10^(–6)mm^(3)到3.99×10^(–6)mm^(3))。而在甲醇环境下,500℃退火含氢碳薄膜的摩擦因数增高(从0.052到0.062),磨损率增加了15.11倍,相应摩擦对偶球的磨损也增高(从6.16×10^(–6)mm^(3)到13.9×10^(–6)mm^(3))。但是,未退火含氢碳薄膜在甲醇环境中的磨损率是干燥环境中的1/2.84,表现出降低趋势;500℃退火的含氢碳薄膜在甲醇环境中的磨损率是干燥环境中的4.14倍。结论含氢碳薄膜经过500℃退火会造成薄膜内部碳原子杂化方式转变,薄膜石墨化,这对干燥环境中薄膜的摩擦学性能有所提高,但并不利于其甲醇环境中的摩擦。

亚太农用林业联络网及其活动

联络网是指为这个网络而工作的人和机构。在一个国家内,或在两个以上国家之间,一些人和机构自愿组织起来,在一段时间内(一般为几年)开展一些活动,如交流信息、开展研究、传播技术、培训人才等。每个联络网应当通过开展活动而做出明确的贡献和成绩。效率高的联络网从不独立开展工作,而是与有关联络网和相关的组织机构广泛联系和开展合作,并通过互相支持来促进联络网的工作。

含氢类富勒烯碳薄膜不同载荷下的磨损寿命研究

碳基薄膜在不同载荷工况下磨损寿命变化是影响其动态服役的关键,通常情况下,含氢碳薄膜的寿命随载荷增加而降低,但是含氢类富勒烯碳薄膜作为一类特殊结构的薄膜,其寿命随载荷的变化规律尚不清楚。本文采用直流电源激发等离子体辅助化学气相沉积的方法在硅片表面制备了含氢类富勒烯碳薄膜,研究了薄膜的磨损寿命随载荷的变化关系。采用球-盘往复摩擦实验机评价了薄膜的摩擦因数及磨损寿命,使用纳米压痕仪研究了薄膜在不同载荷下和不同磨损时间的磨痕硬度。结果显示,薄膜的磨损寿命随载荷的增加未发生明显变化;不同载荷下,在磨合期,摩擦表面发生了塑性变形,形成了硬化层,导致磨痕表面硬度(H)增加;摩擦因数稳定后,磨痕硬度不再变化;随着载荷变大,摩擦初期磨痕表面硬度增大;薄膜的磨损寿命(T)与载荷(W)的乘积(TW)与H成正比例关系,即载荷增加,薄膜表面硬度也随之增加,磨损降低,磨损寿命保持稳定。